現代汽車鑄造鋁合金應用最廣的材料是美國材料與試驗協會（ASTM）牌號A356合金，相當于中國ZL101A、日本AC4CH、德國AlSi₇Mg、法國A-S7G03、俄羅斯A_л9-1。除A356合金外，德國還采用AlSi₉Mg、AlSi₁₀Mg、AlSi₁₁Mg，法國還采用A-S₁₁G、A-S_12.5 。這些高Si合金都不熱處理，它們液態流動性好、補縮能力強、鑄造性能好、鑄造缺陷少。但機械性能和機加工藝性能不如A356合金。

化學組成

元素符號	成分范圍（質量百分比，%）	備注（最大允許量或其他要求）
Si	6.5 - 7.5	主合金元素，提高流動性
Mg	0.25 - 0.45	增強強度和熱處理響應
Fe	≤ 0.20	雜質元素，需嚴格控制
Cu	≤ 0.20	雜質元素，過量會降低耐蝕性
Zn	≤ 0.10	雜質元素
Mn	≤ 0.10	雜質元素，可能影響機械性能
Ti	≤ 0.20	常用作晶粒細化劑（可添加）
Al	余量	基體金屬

力學性能

性能參數	典型值（砂型鑄造）	T6熱處理后典型值	備注
抗拉強度 (Rm)	160 - 190 MPa	230 - 260 MPa	熱處理顯著提高強度
屈服強度 (Rp0.2)	80 - 110 MPa	170 - 200 MPa	T6處理后屈服強度接近翻倍
延伸率 (A50mm, %)	2 - 5%	3 - 8%	塑性隨熱處理優化提升
布氏硬度 (HB)	60 - 80 HB	80 - 100 HB	硬度與熱處理工藝相關
彈性模量	70 - 75 GPa	70 - 75 GPa	與鑄造工藝關系較小
沖擊韌性 (Charpy)	4 - 8 J/cm2	6 - 10 J/cm2	受雜質含量和晶粒細化影響

物理屬性

物理屬性	典型值/范圍	備注
密度	2.68 g/cm3	輕質特性，適合輕量化設計
熔點范圍	557 - 613°C	固相線至液相線溫度范圍
熱膨脹系數 (20-100°C)	23.0 - 24.0 μm/m·K	與溫度變化相關
熱導率	130 - 160 W/(m·K)	良好的散熱性能
電導率	30 - 40% IACS	中等導電性，非高導電合金
比熱容 (25°C)	0.88 - 0.96 J/(g·K)	與合金成分和溫度相關
電阻率	4.3 - 5.5 μΩ·cm	對應電導率的倒數計算值
彈性模量	70 - 75 GPa	與力學性能中的彈性模量一致

A356 不同階段牌號名稱及各元素含量標準

A356合金又分為A356.2、A356.1、A356.0，其化學成分，分別為下表：

不同時期A356	A356	Si	Mg	Ti	Fe	Cu	Zn	Mn	變質劑	其他雜質
										每種	總和
采購	A356.2	6.5/7.5	0.30/0.45	0.08/0.20	≤0.12	≤0.05	≤0.05	≤0.05		≤0.05	≤0.15
熔煉	A356.1	6.5/7.5	0.30/0.45	0.08/0.20	≤0.15	≤0.10	≤0.10	≤0.10	Sb=0.1～0.20 Sr=0.012～0.020	≤0.05	≤0.15
成品	A356.0	6.5/7.5	0.25/0.45	0.08/0.20	≤0.20	≤0.10	≤0.10	≤0.10	Sb=0.08～0.18 Sr=0.008～0.018	≤0.05	≤0.15

A356鋁合金應用

A356鋁合金是汽車制造領域的“明星材料”，尤其適合通過壓鑄工藝生產復雜形狀的零部件。它兼具輕量化、高強度和耐腐蝕性，是提升車輛性能與節能效率的關鍵材料。

為什么選擇A356鋁合金？

1. 輕量化：密度僅為鋼的1/3，可顯著減輕車身重量，幫助降低油耗或延長電動車續航。
2. 堅固耐用：通過熱處理（如T6工藝），強度可提升至傳統鋁材的1.5倍，輕松應對發動機支架、輪轂等高負荷場景。
3. 精密鑄造：優異的流動性適合壓鑄復雜結構（如薄壁件、曲面造型），減少后續加工成本。
4. 安全可靠：嚴格控制的雜質含量（如鐵、銅）確保長期使用中抗腐蝕、抗疲勞，延長零件壽命。

典型應用

• 燃油車：發動機缸體、變速箱殼體、底盤支架。
• 電動車：電池包殼體、電機支架、輕量化車身結構。
• 通用領域：航空航天支架、工業泵閥等高要求部件。

作為工程師，我們通過優化鑄造工藝和熱處理參數，確保每一件A356零件在輕量化的同時，滿足安全、耐用與成本的最優平衡。

1. A356鋁合金和其他高硅鋁合金（如AlSi9Mg）有什么區別？

A356鋁合金通過熱處理（如T6工藝）顯著提升強度，適合高負荷部件（如輪轂、發動機支架）。而AlSi9Mg、AlSi10Mg等合金雖然鑄造性能優異（流動性好、缺陷少），但未經熱處理時機械性能和機加工能力較弱，適合形狀復雜但強度要求較低的零件。

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2. 為什么A356鋁合金需要熱處理？

熱處理（如T6工藝）通過固溶和時效強化，使抗拉強度從190 MPa提升至260 MPa，屈服強度翻倍至200 MPa，同時保持良好塑性。這是其成為汽車關鍵部件首選材料的重要原因。

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3. A356鋁合金適合哪些領域？

• 汽車：發動機缸體、電動車電池殼體（輕量化減重30%以上）。
• 航空航天：高強度支架、耐疲勞結構件。
• 工業：泵閥殼體、高散熱部件（導熱率達160 W/m·K）。

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4. A356.0、A356.1、A356.2有什么區別？

三者成分標準略有差異：

• A356.2：雜質控制最嚴（如Fe≤0.12%），適合精密零件。
• A356.1：添加鍶（Sr）或銻（Sb）細化晶粒，改善鑄造性能。
• A356.0：通用級別，雜質容忍度稍高，成本更低。

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5. 如何平衡A356的輕量化和強度？

通過優化壓鑄工藝（如真空鑄造減少氣孔）和精準熱處理參數（如時效溫度155°C×4小時），可在保證密度僅2.68 g/cm3（鋼的1/3）的同時，實現抗拉強度250 MPa以上。

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6. A356鋁合金在高溫下會失效嗎？

其長期使用溫度建議不超過150°C。高溫下強度會下降，但通過添加鈦（Ti）細化晶粒或表面涂層處理，可提升短期耐熱性。

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7. 為什么A356的雜質（如Fe、Cu）要嚴格控制？

過量鐵（Fe＞0.2%）會形成脆性化合物，降低韌性和耐腐蝕性；銅（Cu＞0.1%）可能引發電化學腐蝕。嚴格管控雜質是延長零件壽命的關鍵。